太阳辐射对飞行中的直升机局部蒙皮有加热作用，从而改变整机红外辐射的分布特征。构建了包含直升机机身蒙皮、主旋翼、发动机机匣以及排气系统的物理模型，综合考虑发动机机匣、排气系统与发动机舱蒙皮的换热，耦合直升机前飞来流、旋翼下洗气流、尾桨气流，以时刻、季节、直升机朝向为变量，计算分析太阳辐射对直升机8~14 μm波段红外辐射特性的作用规律。计算结果表明：夏季正午太阳直射可使机身向阳面整体升温20 K以上，局部最高可达25 K。直升机向阳面机身蒙皮8~14 μm波段红外辐射强度在全天变化趋势呈山峰状，其峰值出现在12点前后。越靠近机身顶部向阳面，太阳辐射对8~14 μm波段红外辐射强度增强作用越显著，最高可达25%。以冬季为基准，秋分、春分、夏至时的整机红外辐射分别增加7%、11%、21%左右。除夏季外，其他季节的机身两侧8~14 μm波段红外辐射强度分布都呈现不对称性，春、秋两季两侧相差在5%左右，冬季在6.5%左右。整体上，夏季上午10点的太阳辐射对不同飞行方向的直升机8~14 μm波段红外辐射强度分布影响较小。

半导体异质结构具有良好的束缚载流子的能力与产生大功率太赫兹辐射的潜力。但由于异质结构中等离子体非相干振荡的干扰效应造成了太赫兹辐射强度的大幅度降低，因此能够在基于砷化铝镓（AlxGa1-xAs）多层异质结构并通过调节其中铝的摩尔分数来调节窄带隙层的吸收系数，从而使得异质结构每一个窄带隙层的激发载流子数目大致相同，达到几乎完全消除干扰效应的目标。基于砷化铝镓多层异质结构的太赫兹辐射产生模型，结合数值计算研究了宽带太赫兹辐射的输出特性，获得泵浦激光脉冲宽度与产生的太赫兹脉冲之间的定量关系，并分析了泵浦激光脉冲参数对产生的太赫兹脉冲各项参数的影响。本项研究为开展半导体材料与器件相关的宽带太赫兹辐射源提供了一定的理论参考。

随着更高的需求和科技发展推动航空飞行器工作速度的提高，航空光学成像的机动、灵活等特点显现更加突出，但实现高质量、高分辨率成像的技术难度也极具挑战性。飞行器与高速气流之间的复杂作用产生气动光学效应，光波或光束经过复杂流场与光学窗口时受到强干扰，为此吸引了众多科学家开展多学科交叉融合的相关研究工作，取得了大量的研究成果，为试验测试和工程实践提供了有力支撑。文中从气动光学流场与光学窗口两方面的计算研究入手，详细综述了气动光学传输效应的研究进展，归纳总结了相应的计算方法，综合当前技术发展趋势给出航空光学成像气动光学传输效应计算研究的思考和建议。

水体对光线的散射是水下图像质量劣化的重要因素，为了定量分析在特定光源照射下水体散射的影响，建立了光线水下传输的散射模型，以此为基础推导出求解水下光场分布的Fredholm积分方程。在水中光线能量随距离的增大呈指数规律衰减，基于此，在水体体散射函数为常数的情况下，给出了有边界条件时该积分方程的数值迭代求解方法，得到高精度的水下光场分布。以太阳、均匀亮度天空、水下点光源以及空中点光源为例，分别给出了水面平静时的水下光场的计算结果。该求解方法可推广应用于任意光源配置、任意边界条件下的水下光场分布，为严格推导水体点扩展函数及调制传递函数奠定了基础。

针对光学相控阵存在难以校准的相位误差的问题，改进了旋转电矢量相控阵天线初始相位校准方法.与原始方法相比，该方法改变了相位计算方法，并且每测算出一个单元的相位误差立即进行相位矫正，然后测算并矫正下一个单元的相位误差，避免了原始方法在初始相位误差分布范围较广且光功率测量精度有限的情况下可能出现的π相位错误.仿真结果表明，原始方法校准后主瓣光强的平均值最多达到理想值的70.8%，标准差至少为19.1%；而改进方法校准后的主瓣强度均值至少可以达到理想值的87.6%，标准差最大7.3%，证明了改进方法具有更高的统计精度和可预测性.制备了9×9光学相控阵芯片，芯片初始的栅瓣抑制比为2.12 dB，改进的旋转电矢量法校准后则达到了4.68 dB，证明了该方法的有效性与实际应用价值.